熱解油是芳香族化合物、脂肪烴等有機物混合物，熱值與柴油相當，約為44MJ/kg，具有充當燃料油的潛質。將熱解油與商用柴油相比，熱解油閃點略低；碳殘留量較高，可能會導致發動機阻塞；十六烷值比商業柴油低，點火時間長且點火前需更多燃料，導致煙氣排放量增加；較高的硫含量導致固體顆粒產生，磨損發動機并影響環境。熱解油可以不經任何處理摻混到純柴油中使用（最多50%）。

熱解油中二噁英、多氯二苯呋喃、重金屬、鹵素等危險成分低，不至于對環境造成危害，可通過催化熱解等方式提高熱解油質量。加入5%Ca(OH)2與10%H2SO4催化熱解，熱解油密度、運動黏度、硫含量與十六烷值等物化特性與石油柴油非常相似。此外，熱解油需密封儲存，長時間暴露造成揮發分揮發，密度增加，閃點增加，尤其是運動黏度增加多達4倍，從中油轉為重油。熱解油重油可作為改性瀝青添加劑，其富碳特性可用作制備多孔碳。將熱解重油與乙酸鎂、四氫呋喃研磨混合、蒸發、炭化獲得了多級孔結構碳，亞甲基藍吸附容量可達843.5mg/g。熱解油進一步分離提純獲得高價值化學品，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯和檸檬烯等，檸檬烯可合成工業溶劑、樹脂和香料，1t廢輪胎能提取質量分數為90%的檸檬烯50kg。

熱解炭由炭黑（80%～90%）和無機物（10%~20%）組成，在熱解中灰分和揮發性油狀物質黏附在炭黑表面造成孔隙堵塞縮小，并與聚集顆粒的形式存在，因此需要采取洗滌（酸洗或堿洗）、超細粉碎和添加活性劑等措施改性提質。

利用硝酸酸洗提高了炭黑表面含氧基團，酸洗法雖經濟高效，但帶來二次污染。用瑪瑙研缽研磨炭黑，洗滌過濾并真空干燥，在掃描電子顯微鏡下表現為平均粒徑為22nm的分散碳球；選用振動磨超細粉碎炭黑，FZD型單轉子超細氣流分級機對炭黑分級，與原炭黑相比，粒徑顯著減小，排列緊密。粉碎過程中顆粒越細越易團聚，解聚分離合格產品，不合格產品返工成為技術難點。在超細粉碎過程中加入偶聯劑和硬脂酸改性劑，炭黑之間摩擦力減小，分散性提高，力學性能增強。改性炭黑應用領域廣泛，具有一定的應用潛力。未改性炭黑與商業炭黑混合加入橡膠制備工藝中，橡膠性能沒有發生明顯變化。但熱解炭黑品質仍有待提升，除粒徑分布要求外，熱解炭還需改善表面的物化性質，增加其與橡膠的界面相容性。